Aprendizaje experimental en la educación superior: Un estudio de caso con factory i/o y controladores siemens S7-1200 en la formación técnica

Paúl Espinoza; Marco Pilco; Mirian Orosco; Verónica Espinoza

doi:10.37431/conectividad.v7i3.496

Autores/as

Paúl Espinoza Instituto Tecnológico Superior Oriente https://orcid.org/0000-0001-7019-200X
Marco Pilco Instituto Tecnológico Superior Oriente https://orcid.org/0009-0003-4723-260X
Mirian Orosco Instituto Tecnológico Superior Oriente https://orcid.org/0009-0005-7300-519X
Verónica Espinoza Central University of Ecuador https://orcid.org/0009-0006-4863-3132

DOI:

https://doi.org/10.37431/conectividad.v7i3.496

Palabras clave:

Automatización, Factory i/o, PLC S7-1200, Enseñanza-aprendizaje

Resumen

La investigación se aplicó a una población de 60 estudiantes del sexto nivel de la carrera de Electromecánica de la promoción PAO 01-2025, paralelos “A” y “B”, del Instituto Tecnológico Superior Universitario Oriente, en la materia de Automatización Industrial. Se incorporó la herramienta informática Factory I/O a los procesos de virtualización de procesos industriales afines a la actividad, utilizando para la simulación el controlador PLC Siemens S7-1200. El objetivo fue evaluar el impacto de la integración de entornos virtuales y de controladores reales en el proceso de enseñanza-aprendizaje en los entornos de la industria. Se utilizó un enfoque experimental práctico, aplicándose evaluaciones diagnósticas como el pretest y postest, con el fin de calcular de una manera objetiva los avances alcanzados por los estudiantes en el ciclo académico. Los resultados demostraron un incremento significativo en la comprensión de los conceptos de automatización industrial, sistemas de control y resolución de problemas de la industria. Se aumentó la motivación y la comprensión en el transcurso del proceso de enseñanza – aprendizaje. La combinación de los entornos virtuales y los PLC reales son una estrategia pedagógica innovadora y eficaz, capaz de canalizar la relación entre teoría y práctica, reforzando el desarrollo de competencias técnicas y la preparación de los futuros profesionales para afrontar los cambios de la Industria 4.0.

Citas

Al-Yaman, M., Alswaiti, D., Alsharkawi, A., & Al-Taee, M. (2025). A cost-effective modular laboratory solution for industrial automation and applied engineering education. MethodsX, 14, 103388. https://doi.org/10.1016/j.mex.2025.103388

Azofeifa, J. D., Rueda-Castro, V., Camacho-Zuñiga, C., Chans, G. M., Membrillo-Hernández, J., and Caratozzolo, P. (2024). Future skills for Industry 4.0 integration and innovative learning for continuing engineering education. Front. Educ. 9:1412018. https://doi.org/10.3389/feduc.2024.1412018

Balla, M., Haffner, O., Kučera, E., & Cigánek, J. (2023). Educational Case Studies: Creating a Digital Twin of the Production Line in TIA Portal, Unity, and Game4Automation Framework. Sensors, 23(10), 4977. https://doi.org/10.3390/s23104977

Bondin, A., & Zammit, J. P. (2025). Education 4.0 for Industry 4.0: A Mixed Reality Framework for Workforce Readiness in Manufacturing. Multimodal Technologies and Interaction, 9(5), 43. https://doi.org/10.3390/mti9050043

Camperos, J. A. G., Jaramillo, H. Y., & Suárez, S. A. (2022). Factory I/O As Simulation Software For Teaching The Subject Of Programmable Logic Controllers At UFPSO. Webology, 19(6). https://www.webology.org/data-cms/articles/20221126122650pmWEBOLOGY%2019%20%286%29%20-%2058.pdf

Mourtzis, D., Panopoulos, N., & Angelopoulos, J. (2023). A hybrid teaching factory model towards personalized education 4.0. International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 36(12), 1739–1759. https://doi.org/10.1080/0951192X.2022.2145025

Netland, T., Lorenz, R., Kwasnitschka, D., Senoner, J., & Gróf, C. (2024). Immersive Learning with Virtual Field Visits: Spherical Video-Based Virtual Reality of Factory Environments. INFORMS Transactions on Education, 24(3), 259–270. https://doi.org/10.1287/ited.2022.0067

Ramabhadran, A., & Ovie, F. (2022). Factory I/O And PLC Level Tank Control. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.32085.09441

Riera, V., & Vigário, B. (2017). HOME I/O and FACTORY I/O: A virtual house and a virtual plant for control education. IFAC-PapersOnLine, 50(1), 9144 - 9149. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2017.08.1719

Riesener, M., Schukat, E., Curiel-Ramirez, L. A., Schäfer, N., & Valdez-Heras, A. (2024). Development of a VR-Based Digital Factory Planning Platform for Dynamic 3D Layout Editing. Procedia CIRP, 57th CIRP Conference on Manufacturing Systems 2024 (CMS 2024), 130, 419–426. https://doi.org/10.1016/j.procir.2024.10.109

Salinas-Navarro, D. E., Garay-Rondero, C. L., & Arana-Solares, I. A. (2023). Digitally Enabled Experiential Learning Spaces for Engineering Education 4.0. Education Sciences, 13(1), 63. https://doi.org/10.3390/educsci13010063

Salkić, A., Muhović, H., & Jokić, D. (2022, del 17 al 19 de mayo). Siemens S7-1200 PLC DC Motor control capabilities. IFAC-PapersOnLine, 17th IFAC Conference on Programmable Devices and Embedded Systems PDES 2022 — Sarajevo, Bosnia and Herzegovina. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2022.06.017

Vargas, H., Heradio, R., Donoso, M., & Farias, G. (2023). Teaching automation with Factory I/O under a competency-based curriculum. Multimedia Tools and Applications, 82(13), 19221–19246. https://doi.org/10.1007/s11042-022-14047-9